纵向追踪婴儿3到6个月睡眠神经生理学：EEG对大脑发育的洞见

为何婴儿睡眠能揭示大脑成长

父母很快就会发现，婴儿的睡眠决定了每个人的日常节奏。但睡眠的作用远不止让照护者得以休息。在生命的最初几个月里，睡眠有助于为大脑接线，强化某些连接并修剪其他连接。本研究随访了3到6个月大的健康婴儿，观察他们在睡眠期间的大脑活动模式如何随时间变化，以及这些变化如何与早期运动与社会技能相关。研究人员在家中使用带有众多微小传感器的帽子记录脑电波，描绘出不同类型睡眠活动如何在头皮上分布，提供了一种非侵入性的方法来窥见非常早期的大脑发育，未来可能帮助更早发现发育问题。

在静息睡眠中观察微小大脑

研究团队使用高密度脑电图（EEG）记录了11名足月婴儿的夜间睡眠，EEG可测量头皮上的电活动。他们聚焦于最深、最宁静的睡眠阶段——非快速眼动睡眠（NREM），并选取了首小时内质量良好且无伪迹的数据。在此睡眠阶段，三类脑电波尤为关注：慢波，与整体大脑成熟及连接强度相关；θ（西塔）波，反映睡眠需求的积累与释放；以及σ（西格玛）活动，其中包含短暂爆发的睡眠纺锤波，对学习与记忆很重要。通过在一百多个传感器上绘制这些波的强度，研究者能够看到随着婴儿成长，活动如何从头后部向前部转移。

睡眠波在3到6个月如何变化

在3到6个月期间，睡眠时的大脑活动总体上变得更强，但并非均匀增长。慢波在大部分头皮上增加，后脑（视觉区在早期发育迅速）增幅最大。θ活动的上升更为广泛，几乎覆盖整个头部，表明支持睡眠基本调节的大脑网络在广泛成熟。σ活动在3个月时主要集中在头顶中部，到了6个月则向前后扩展。有些中央与顶叶区域甚至出现小幅下降，提示与纺锤波相关的网络在重新组织，而非简单地整体增长。总体来看，这些模式表明仅在三个月内，睡眠中的婴儿大脑既有全局加强，也有精细的回路重塑。

将睡眠模式与早期技能联系起来

为了解这些变化为何重要，研究人员将睡眠波的变化与家长在6个月时填写的标准发育问卷分数进行了比较。那些额部（额头）区域功率增加更明显的婴儿，往往具有更好的大动作能力，如翻身和早期坐姿，以及更强的个人-社会技能，例如与照护者互动。该模式在不同类型的脑波中均可观察到，尤其是θ与运动技能相关，σ与社会能力相关。相反，当后脑区域的功率增加更强时，社会评分往往较低。这提示睡眠相关活动从后向前逐渐转移，可能是更高级发育的标志，与长期以来观察到的前额叶比后部感觉区发育更晚更慢这一趋势相呼应。

朝着婴儿睡眠的早期预警信号前进

这些发现表明，即使在婴儿尚不能走路或说话前，他们睡眠中的大脑已携带着有关技能如何出现的线索。通过追踪3到6个月间睡眠波如何移动与增强，科学家可以勾勒出典型发育的样貌。鉴于许多神经发育状况——包括注意力与社交困难——与儿童稍大时的睡眠与大脑节律改变有关，这类早期睡眠特征最终可能帮助在日常生活中问题明显出现之前识别出有风险的儿童。简言之，本研究提示，细致“倾听”婴儿睡眠中的大脑，或将成为从一开始就支持健康发育的一种强大而温和的工具。

引用: Beaugrand, M., Jaramillo, V., Mühlematter, C. et al. Tracing infant sleep neurophysiology longitudinally from 3 to 6 months: EEG insights into brain development. npj Biol Timing Sleep 3, 9 (2026). https://doi.org/10.1038/s44323-026-00071-7

关键词: 婴儿睡眠, 大脑发育, 脑电图（EEG）, 运动技能, 社会发展